Quando falamos de tecnologia, muitas vezes pensamos em robôs, super computadores, data centers ou smartphones. Mas a tecnologia também se refere à invenção das primeiras ferramentas de pedra lascada, ou ao desenvolvimento da máquina a vapor, responsável pela primeira Revolução Industrial. O termo provém da junção das palavras gregas techne (arte, artesanato) e logos (palavra, discurso) e, nada mais é que a aplicação do conhecimento para atingir objetivos de uma forma específica e reprodutível, para fins práticos. No setor da construção, que movimenta grandes quantidades de recursos e pessoas, mais tecnologia significa incorporar novos métodos, ferramentas, automatização e softwares que possam melhorar a eficiência das construções. Esta, uma indústria historicamente resistente a inovações, representa enorme impacto no meio ambiente, através de emissões de carbono e exploração de matérias-primas. No entanto, à medida que a construção se volta para o mundo digital, os construtores têm encarado a tecnologia como um meio de otimizar práticas e identificar, construir e gerenciar seus projetos.
Os princípios fundamentais ligados às edificações sustentáveis abrangem a diminuição do consumo de recursos (eficiência de energia e água), maximizar a utilização de recursos renováveis ou recicláveis, proteger o ambiente natural e criar um ambiente saudável para os usuários. Isso é particularmente latente se considerarmos o grande impacto da indústria e das edificações nas emissões de gases do efeito estufa e da crescente demanda por novas moradias pelo mundo, com um aumento da população urbana. Como aponta Sami Atiya,presidente de Robótica e Automação na ABB, "A indústria da construção está onde a automotiva estava há cerca de 50 anos em termos de densidade de robôs e automação. Está vindo de uma base mais baixa, mas vai crescer muito mais rápido." A seguir, elencamos algumas tecnologias que podem contribuir ativamente para tornar as edificações mais sustentáveis e, mesmo que não sejam exatamente novas, têm se mostrado promissoras.
Building Information Modelling (BIM) e o maior controle dos processos
O BIM já não é mais uma promessa, mas uma realidade em boa parte dos escritórios. Trata-se de uma metodologia que representa digital e tridimensionalmente as características físicas e funcionais de um edifício, permitindo integrar profissionais de diferentes áreas na elaboração de um modelo virtual preciso e detalhado. Diferentemente do CAD (em inglês, Computer Aided Design), que cria linhas bidimensionais sem distinção entre elementos, o BIM incorpora infinitas propriedades, inclusive tempo e custos, nos elementos, além de sua representação gráfica. Isso permite que os usuários gerenciem informações de forma inteligente durante todo o ciclo de vida de um projeto, automatizando processos como programação, design conceitual, detalhes, análise, documentação, fabricação, logística de construção, operação e manutenção, reforma e/ou demolição.
Maior controle do projeto significa menores desperdícios de mão de obra e materiais, bem como a redução significativa de erros.
A tecnologia permite a interdisciplinaridade entre os diferentes campos do saber envolvidos na concepção e acaba por interferir na dinâmica tradicional de faseamento do projeto, demandando uma revisão das etapas e de seus respectivos escopos. O sistema BIM tem se modernizado e se integrando cada vez mais à nuvem, se integrando com escaneamento a laser e permitindo simulações energéticas cada vez mais exatas, o que interfere no desempenho das novas construções.
Construção industrializada, modular e pré-fabricada
Construções pré-fabricadas também estão longe de serem novidades. Sobretudo após a Segunda Guerra Mundial, países europeus e norte-americanos tiveram muitos exemplos de edificações de catálogo, principalmente de residências. Atualmente, no entanto, as ferramentas digitais inovadoras estão facilitando muito a pré-fabricação, com o já citado BIM permitindo uma representação mais precisa e integrada com outros envolvidos. Isso permite a fabricação de módulos prontos ou semi-prontos em indústrias, reduzindo o tempo de construção e a quantidade de erros e desperdícios.
Simultaneamente, a abordagem Open Source também proporciona que um usuário em qualquer lugar do mundo faça o download de um projeto para ser fabricado localmente, ou podendo receber um kit DIY através de plataformas de comércio eletrônico como Amazon ou Alibaba podem enviar materiais pré-fabricados para a porta do canteiro de obras.
Isso também pode tornar os edifícios mais versáteis, com a possibilidade de adaptá-los às diferentes necessidades que podem surgir ao longo do tempo e até mesmo às particularidades sociais e regionais, através da incorporação de elementos (alpendres, pátios internos), da distribuição de ambientes ou de materiais locais para revestimentos e estrutura.
Gêmeos digitais em métodos de construção avançados
Um gêmeo digital é uma representação digital fiel de um objeto, ou um ativo físico, como um carro, uma ponte ou um edifício. Mas mais que apenas um modelo tridimensional simplório, ele é um modelo de informações, com todos os detalhes presentes desde a etapa de planejamento até a operação, informações de manutenção e informações sobre a futura utilização ou reutilização. Estes são entidades dinâmicas e ativas que evoluem em tempo real, que aprendem e se atualizam graças a inteligência artificial, e podem se comunicar com seus gêmeos físicos com o intuito de resolver problemas antes mesmo que ocorram, avaliando novas oportunidades e se preparando para o futuro.
No setor de construção civil, os gêmeos digitais processam, entre outras, as seguintes informações: dados operacionais dos sistemas mecânico, elétrico, hidráulico e de climatização; dados sobre peças e manutenção; dados ambientais obtidos com sensores de IoT (internet das coisas).
Segundo Renaud Jahan, Chief Information Officer Innovation na Saint-Gobain, "gêmeos digitais possibilitam a simulação de processos, materiais e sistemas e o desenvolvimento de cenários de construção, otimizando a eficiência energética".
Por exemplo, algoritmos de aprendizado de máquina ou sequências de software pré-programadas podem tornar um sistema de climatização muito mais econômico. Além de mudar a intensidade de fluxo de ar e temperatura, conforme as condições atmosféricas, o sistema pode aprender e entender as demandas de cada andar, cada horário do dia, e mesmo pegar informações de modelos meteorológicos ou a ocupação possível de uma sala durante um evento. Isso é particularmente importante uma vez que grande parte do impacto ambiental dos edifícios se dá em sua fase operacional, algo que não é dada a devida importância.
A incorporação dos gêmeos digitais para simular e otimizar o desempenho da construção pode interferir diretamente na pegada de carbono de um edifício construído. Através disso é possível obter reduções significativas no carbono incorporado, que diz respeito às emissões associadas a todo o ciclo de vida de um edifício, incluindo a extração e produção de matérias-primas, transporte, construção, uso e descarte de fim de vida. Este é geralmente calculado através de uma Life Cycle Analysis (LCA), uma metodologia de avaliação estruturada para mensurar tais impactos. Ao incluir informações sobre os materiais utilizados na construção de um edifício, bem como o consumo de energia e seus dados operacionais, torna-se possível simular o impacto ambiental de diferentes cenários de projeto e construção de edifícios, obtendo-se uma compreensão mais completa de seu impacto. E a integração dos dados de avaliação do ciclo de vida (ACV) nos modelos tridimensionais, os digital twins, pode tornar os insights da LCA prontamente disponíveis e imediatos.
Aplicativos também podem fornecer dados essenciais para auxiliar na tomada de decisões. GLASSPRO e o GLASSPRO Live são serviços exclusivos da Saint-Gobain Glass, trazendo novas perspectivas sobre o projeto de construção e a prototipagem de vidros por meio de simulação digital. A previsão precisa da renderização físico-realista da fachada de vidro reduz a necessidade de amostras físicas de vidro, permitindo uma abordagem sustentável para a criação de protótipos. Além disso, acelera o processo de tomada de decisão com relação à seleção do envidraçamento ideal para a fachada, com a estética desejada correspondendo à intenção dos arquitetos e designers.
A impressão 3D e os robôs podem mudar o setor de construção?
A automação abre a possibilidade de experimentar novas estéticas, remodelando o projeto e o processo de construção. A impressão 3D, também conhecida como fabricação aditiva, se trata da deposição de camadas de material, que pode ser concreto, plástico, metal, terra e outros. Para o setor da construção, isso é feito através de impressoras de grande escala que depositam os materiais seguindo um modelo tridimensional criado no computador.
Com isso, é possível otimizar o projeto e reduzir a quantidade de materiais em cerca de 40% e, ainda que os custos ainda sejam altos, estima-se que haja uma redução gradual e significativa, à medida que novas misturas de materiais mais duráveis são desenvolvidas.
Muitos pesquisadores apontam a impressão tridimensional como uma maneira para suprir as demandas da rápida urbanização que algumas partes do mundo passarão nas próximas décadas. Sobretudo em países em desenvolvimento na África e Ásia, que terão crescimentos populacionais significativos, a tecnologia das impressoras 3D podem prover edificações acessíveis, flexíveis e possivelmente resilientes ao clima. Além de edificações inteiras, é possível desenvolver infraestruturas e mobiliários.
Além das impressoras de extrusão, vários tipos de robôs começam a figurar em determinados canteiros de obras. Na próxima década, poderemos testemunhar várias invenções diferentes no campo da automação de construção e robótica que também revolucionarão completamente os negócios de arquitetura, engenharia e construção, bem como mais incursões da realidade virtual e aumentada. De máquinas que empilham blocos, que instalam esquadrias a drones que analisam o terreno ou a própria construção para monitorar o andamento ou a segurança da obra, o papel do arquiteto e dos próprios construtores poderá ser mais a de um gestor e orientador, sobretudo em processos repetitivos ou pesados.
Escrever um artigo sobre tecnologia e inovação é particularmente ingrato, pois é inevitável que se está deixando algo de fora, que ele poderá ser lido em alguns anos com desprezo ou ironia e, que mesmo que o escritor tenha se esmerado em buscar o estado da arte, sempre deixará muito para trás. O que podemos cravar sem medo, no entanto, é que o setor da construção possui um enorme potencial inexplorado para melhorar a eficiência, bem como tornar as edificações e cidades mais sustentáveis. E que, sendo um grande problema atualmente, também pode se tornar um modelo e um vetor de mudança para um futuro mais alentador.
